支撐件與導(dǎo)軌設(shè)計(jì).pptVIP

機(jī)床支撐件與導(dǎo)軌設(shè)計(jì),主要內(nèi)容,支撐件與導(dǎo)軌的功用與基本設(shè)計(jì)要求 支撐件靜態(tài)特性與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 導(dǎo)軌失效形式及分類 普通滑動(dòng)導(dǎo)軌與滾動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 導(dǎo)軌間隙調(diào)整方法,支撐件與導(dǎo)軌的功用,支撐件功用 導(dǎo)軌副功用 導(dǎo)軌起著導(dǎo)向和支承的作用。 連接形式 做成一體 裝配、鑲嵌或粘接,機(jī)床的支承件主要指床身、立柱、橫梁、底座等基礎(chǔ)件，其主要作用是支承安裝在上面的零部件，并保證各零部件之間正確的相互位置關(guān)系和相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡。工作時(shí)承受重力，切削力、摩擦力、夾緊力等。,導(dǎo)軌起著導(dǎo)向和支承的作用。,支撐件與導(dǎo)軌的性能要求,支撐件性能要求 支撐件剛度 支撐件的抗振性 支撐件的熱穩(wěn)定性 其他要求 支撐件設(shè)計(jì)特點(diǎn) 以切削力為主 以移動(dòng)件重力和熱應(yīng)力為主 重力和切削力同時(shí)考慮,支承件的性能要求及其改善措施,1. 支承件的剛度 支承件剛度是指支承件在恒定載荷和交變載荷作用下抵抗變形的能力。前者稱為靜剛度，后者稱為動(dòng)剛度。影響支承件剛度的因素是支承件的受力狀態(tài)、支承件的材料和支承件的結(jié)構(gòu)等因素。提高支承件的剛度的方法有： （1）改善支承件的受力狀態(tài)。 （2）采用高剛性的材料。 （3）采用合理的結(jié)構(gòu)加大接觸剛度，如圖2.56所示。 （4）采用平衡和預(yù)變形的方法。,圖2.56 肋條形式 a）口字型 b）縱橫肋條 c）三角形 d）交叉型 e）蜂窩型 f）米字型 g）井字型,a）,b）,c）,d）,e）,f）,g）,提高支撐件自身剛度 正確選擇支撐件的截面尺寸 合理布置肋板 合理開(kāi)窗加蓋 提高支撐件連接剛度和局部剛度 支撐件肋條的布置 合理選擇支撐件壁厚,2. 支承件的抗振性,支承件的抗振性是指其抵抗受迫振動(dòng)和自激振動(dòng)的能力。提高支承件抗振性的措施有： （1）采用高阻尼材料，提高抗振性。 （2）采用高阻尼部件。如液壓導(dǎo)軌，提高抗振能力。 （3）改善支承件的支承條件，如采用消振墊，加固地基， 移開(kāi)振源，提高抗振能力。 （4）振源與支承件分開(kāi)。如把電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置單獨(dú)放置。 （5）提高支承件的靜剛度，就可提高動(dòng)剛度。,3. 支承件的熱變形,改善支承件熱變形的措施有： （1）在機(jī)床結(jié)構(gòu)方面，采用熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)。 （2）在機(jī)床上采取熱平衡措施。 （3）在機(jī)床上采取控制溫升的措施。 （4）采用熱位移補(bǔ)償，預(yù)測(cè)熱變形規(guī)律，建立數(shù)學(xué)模型存入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償。,4. 其他要求,支承件設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)便于排屑，吊運(yùn)安全，合理安置液壓、電器部件，并具有良好的工藝性等。,床身 床身是整個(gè)機(jī)床的基礎(chǔ)支承件，一般用來(lái)放置導(dǎo)軌、主軸箱等重要部件。,1） 床身的整體結(jié)構(gòu) 數(shù)控車床的床身結(jié)構(gòu) 如左圖所示。 中小型車床床身結(jié)構(gòu) 如右圖所示,當(dāng)工作臺(tái)在溜板上移動(dòng)時(shí)，由于床身導(dǎo)軌跨距較窄，致使工作臺(tái)在橫溜板上移動(dòng)到達(dá)行程的兩端時(shí)容易出現(xiàn)翹曲，影響加工精度。為了避免工作臺(tái)翹曲，有些立式床身增設(shè)了輔助導(dǎo)軌來(lái)保證移動(dòng)部件的剛性，如圖2.59所示。,a）有翹曲現(xiàn)象 b）有輔助導(dǎo)軌 圖2.59 帶輔助導(dǎo)軌的床身 1主軸箱 2工件 3工作臺(tái) 4溜板 5床身,2）床身的截面形狀,床身中常用的幾種截面肋板布置如圖2.61所示。,a）V形肋 b）對(duì)角 c）斜方肋 圖2.61 床身截面肋板布置,3）床身箱體封砂結(jié)構(gòu) 如圖2.62所示,a）舊結(jié)構(gòu) b）新結(jié)構(gòu) 圖2.62 鑄造床身的封砂結(jié)構(gòu),立柱,1. 臥式機(jī)床的立柱結(jié)構(gòu) 臥式數(shù)控機(jī)床的立柱通常采用雙立柱框架結(jié)構(gòu)形式，主軸箱裝在雙立柱的中間，可沿立柱導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng)，如圖2.63所示。,圖2.63 雙立柱結(jié)構(gòu),臥式機(jī)床采用雙立柱結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：剛性好，熱對(duì)稱性好，穩(wěn)定性好。 雙立柱結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是：制造工藝性差，裝配、調(diào)試不方便。,圖2.64所示為臥式加工中心立柱的橫向截面形狀。,圖2.64 雙立柱截面,2. 立式機(jī)床的立柱結(jié)構(gòu) 如圖2.65所示。,a）斜方雙層壁肋板 b）對(duì)角線交叉肋板 c）井字形肋板 圖2.65 單立柱結(jié)構(gòu),導(dǎo)軌的性能要求及其分類,在一對(duì)導(dǎo)軌中，與支承件連成一體固定不動(dòng)的導(dǎo)軌，稱為支承導(dǎo)軌，與運(yùn)動(dòng)部件連成一體的導(dǎo)軌稱為動(dòng)導(dǎo)軌。導(dǎo)軌的精度和性能對(duì)數(shù)控機(jī)床的加工精度、承載能力、使用壽命，同時(shí)對(duì)伺服系統(tǒng)的性能都有著很大的影響。因此，在數(shù)控機(jī)床上對(duì)導(dǎo)軌有如下要求： 導(dǎo)向精度高 良好的耐磨性 足夠的剛度 具有低速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性 工藝性好,導(dǎo)軌副分類,按運(yùn)動(dòng)軌跡分類 直線運(yùn)動(dòng) 圓周運(yùn)動(dòng) 按摩擦性質(zhì)分類 滑動(dòng)導(dǎo)軌 滾動(dòng)導(dǎo)軌 按工作性質(zhì)分類 主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌 移置導(dǎo)軌 卸荷導(dǎo)軌 按結(jié)構(gòu)形式分 開(kāi)式導(dǎo)軌 閉式導(dǎo)軌,滑動(dòng)導(dǎo)軌,滑動(dòng)導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、接觸剛度大的優(yōu)點(diǎn)。塑料導(dǎo)軌與其它導(dǎo)軌相比有以下特點(diǎn)：摩擦系數(shù)小，且動(dòng)、靜摩擦系數(shù)相差很小，能防止低速爬行現(xiàn)象；化學(xué)穩(wěn)定性、抗振性好；耐磨性好，且具有良好的自潤(rùn)滑性；結(jié)構(gòu)和工藝簡(jiǎn)單，成本低，維護(hù)修理方便等。 失效形式 磨損 疲勞和壓潰,（1）貼塑導(dǎo)軌,如下圖所示，貼塑導(dǎo)軌是在動(dòng)導(dǎo)軌上粘接上一層塑料導(dǎo)軌軟帶，通常與支承導(dǎo)軌上的鑄鐵導(dǎo)軌或淬硬鋼導(dǎo)軌相配使用。塑料導(dǎo)軌軟帶是由聚四氟乙烯為基體，加入合金粉和硫化物等多種填充劑制成的復(fù)合材料。,1床身 2工作臺(tái) 3下壓板 4導(dǎo)軌軟帶 5貼有導(dǎo)軌軟帶的槽條,（2） 涂塑導(dǎo)軌,涂塑導(dǎo)軌是在動(dòng)導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌之間采用涂塑或注塑的方法制成塑料導(dǎo)軌。涂塑的材料是環(huán)氧型耐磨涂層，以環(huán)氧樹(shù)脂和二硫化鉬為基體，加入增塑劑，混合成液狀或膏狀為一組份和以固化劑為另一組份的雙組份塑料涂層。當(dāng)導(dǎo)軌間隙調(diào)整好后，將二組材料按比例混合好，注涂于動(dòng)導(dǎo)軌涂層面上，固化成塑料導(dǎo)軌面。,（3）金屬導(dǎo)軌,塑料導(dǎo)軌常用在導(dǎo)軌副的動(dòng)導(dǎo)軌上，與其相配的金屬導(dǎo)軌有鑄鐵和鑲鋼兩種，組成鑄鐵塑料導(dǎo)軌副或鑲鋼塑料導(dǎo)軌副。 鑄鐵導(dǎo)軌 鑲鋼導(dǎo)軌 有色金屬材料導(dǎo)軌,（4）滑動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)及其組合形式 滑動(dòng)導(dǎo)軌的常見(jiàn)截面形狀，如圖所示。,（5）滑動(dòng)導(dǎo)軌的間隙調(diào)整, 壓板調(diào)整法 如圖2.48所示。, 鑲條調(diào)整法,a、平鑲條 如圖2.49所示。,a）矩形導(dǎo)軌 b）燕尾槽導(dǎo)軌 c）平導(dǎo)軌 圖2.49 平鑲條 1調(diào)節(jié)螺釘 2平鑲條 3緊固螺釘,b、斜鑲條 如圖2.50所示。,圖2.50 斜鑲條 1、3、5、6調(diào)節(jié)螺釘 2、4、7斜鑲條,3. 滾動(dòng)導(dǎo)軌,滾動(dòng)導(dǎo)軌摩擦系數(shù)小，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)相接近，且不受運(yùn)動(dòng)速度變化的影響，因而運(yùn)動(dòng)輕便靈活，所需驅(qū)動(dòng)功率小；摩擦發(fā)熱少，磨損小，潤(rùn)滑容易，精度保持性好；低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好，不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，移動(dòng)精度和定位精度高；可通過(guò)預(yù)緊提高其剛度。數(shù)控機(jī)床常用的滾動(dòng)導(dǎo)軌有兩種： 滾動(dòng)導(dǎo)軌塊 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌,（1）滾動(dòng)導(dǎo)軌塊 如圖2.51所示。,圖2.51 滾動(dòng)導(dǎo)軌塊 1固定螺釘 2導(dǎo)軌塊 3動(dòng)導(dǎo)軌體 4滾動(dòng)體 5支承導(dǎo)軌 6、7帶反回檔槽板,（2）直線滾動(dòng)導(dǎo)軌 如圖2.52所示。,圖2.52 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌 a）直線滾動(dòng)導(dǎo)軌橫截面結(jié)構(gòu)圖 b）縱向結(jié)構(gòu)圖 c）橫向示意圖 d）受力圖 1滾珠 2回珠孔 3、9密封墊片 4端面擋板 5滾珠 6滑塊 7油嘴